Physique-Chimie · term

Chimie des solutions aqueuses : équilibres acido-basiques et précipitation

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — Les couples acide-base et le produit ionique de l'eau

Toute solution aqueuse contient à la fois des ions H3O+ et HO−, liés par le produit ionique de l'eau.

Chapitre 2 — pH, Ka et pKa : classer les acides

Le pKa permet de prévoir l'espèce majoritaire d'un couple : acide si pH < pKa, base si pH > pKa.

Chapitre 3 — Prévoir le sens d'une réaction acido-basique

Comparer Qr,i à la constante d'équilibre K permet de prévoir le sens d'évolution d'une réaction acido-basique.

Chapitre 4 — Produit de solubilité et formation d'un précipité

La précipitation se produit lorsque le quotient de réaction Qs dépasse le produit de solubilité Ks.

Teste-toi

1. Selon Brønsted, un acide est une espèce chimique capable de :

Acéder un proton H+
Bcapter un proton H+
Ccéder un électron
Dcapter un électron
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Réponse : A — céder un proton H+

Un acide au sens de Brønsted est un donneur de proton H+.

2. À 25 °C, le produit ionique de l'eau Ke vaut :

A1,0×10−14
B1,0×10−7
C14
D7
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Réponse : A — 1,0×10−14

Ke = [H3O+][HO−] = 1,0×10−14 à 25 °C.

3. La relation entre pKa et Ka est :

ApKa = −log Ka
BpKa = log Ka
CpKa = 10^−Ka
DpKa = 1/Ka
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Réponse : A — pKa = −log Ka

Le pKa est défini comme l'opposé du logarithme décimal de Ka.

4. Pour un couple AH/A−, si pH < pKa, l'espèce majoritaire est :

Ala forme acide AH
Bla forme basique A−
Cles deux en quantités égales
Daucune des deux
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Réponse : A — la forme acide AH

Lorsque le pH est inférieur au pKa, la forme protonée AH est majoritaire.

5. La constante d'équilibre K d'une réaction entre l'acide AH1 (pKa1) et la base A2− (pKa2) est :

AK = 10^(pKa2 − pKa1)
BK = 10^(pKa1 − pKa2)
CK = pKa2 − pKa1
DK = Ka1 × Ka2
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Réponse : A — K = 10^(pKa2 − pKa1)

K = Ka1/Ka2 = 10^(pKa2 − pKa1) pour la réaction AH1 + A2− ⇌ A1− + AH2.

6. Pour un solide ionique MX(s) ⇌ M+(aq) + X−(aq), le produit de solubilité Ks s'écrit :

AKs = [M+][X−]
BKs = [M+]/[X−]
CKs = [MX]
DKs = [M+] + [X−]
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Réponse : A — Ks = [M+][X−]

Le produit de solubilité est le produit des concentrations des ions à l'équilibre.

7. On mélange des ions Ca2+ et CO3^{2−}. Si Qs = [Ca2+]i[CO3^{2−}]i est supérieur à Ks, que se passe-t-il ?

AUn précipité de CaCO3 se forme
BLa solution devient plus acide
CRien ne se passe
DLes ions se dissolvent davantage
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Réponse : A — Un précipité de CaCO3 se forme

Lorsque Qs > Ks, le système évolue vers la précipitation du solide ionique.

8. Le pH d'une solution dont [H3O+] = 1,0×10−3 mol/L est :

A3,0
B11,0
C10,0
D1,0×10−3
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Réponse : A — 3,0

pH = −log(1,0×10−3) = 3,0.

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